ПУШЕЧНОЕ СВЕРЛО Российский патент 2009 года по МПК B23B51/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к сборному пушечному сверлу, имеющему закрепляемую с возможностью смены режущую головку и одну прямую стружечную канавку.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В патенте США 3,304,816 раскрыто многосекционное сверло, отделенное от его приводных средств, которое использует соединительное устройство с винтовыми выступами и впадинами на соответствующих охватываемых и охватывающих концах секций для соосного соединения их друг с другом, а также закрепляемую с возможностью смены на хвостовике (ведущая секция) режущую головку (ведомая секция). Ведущая секция (хвостовик) имеет на приводном конце полую цилиндрическую втулку, канавку во втулке, расположенную соосно с ней и имеющую две непараллельных боковых поверхности, одна из которых выполнена винтовой, а другая - плоской на всей ее длине и перпендикулярной к оси вращения инструмента, и поднутрение на винтовой поверхности. Ведомая секция (режущая головка) включает в основном цилиндрический корпус, канавку на корпусе, образующую цилиндрическую секцию, выступающий фланец на цилиндрической секции, две непараллельные боковые поверхности на фланце, одна из которых выполнена винтовой, а другая - плоской на всей ее длине и перпендикулярной оси вращения инструмента, и поднутрение на винтовой поверхности. Взаимодействие фланца на режущей головке и канавки на хвостовике образует крепежное и приводное средства, поскольку фланец заклинивается между двумя непараллельными поверхностями ведущей секции, при этом цилиндрическая поверхность режущей головки направляется в полой втулке ведущей секции так, что две поверхности, ограничивающие стружечную канавку на ведущей секции и режущей головке, взаимно совпадают.

Для того чтобы достигнуть надежного закрепления при точном поворотном позиционировании, сопряженные поверхности в патенте США 3,304,816 должны быть шлифованы с жесткими допусками. Однако, даже если вначале эти поверхности точно расположены, деформации в процессе работы могут вызвать изменения в размерах и, поскольку отсутствует упор, ограничивающий их взаимный поворот, части соединения могут разворачиваться друг относительно друга, особенно вследствие рабочих нагрузок, в результате чего теряется их совпадение по углу поворота, что приводит к перетяжке, трудности удаления головки, создаются препятствия потоку жидкости и стружки. Дополнительно, поскольку режущая головка вставляется в ведущую секцию, существует зазор между ее цилиндрической поверхностью и полой втулкой ведущей секции, что не обеспечивает точного совпадения осей двух этих частей.

В патентах США 3,153,356 и Re 26,452 раскрыто многосекционное пушечное сверло, в котором инструмент может быть собран посредством резьбовых секций, соосных друг с другом, резьба имеет специфический угол подъема для запирания охватываемой и охватывающей резьбовых секций и является центрирующим средством для их соосного расположения. Передний уступ на режущей головке взаимодействует с опорной поверхностью на хвостовике, при этом допуски между двумя этими поверхностями являются весьма важными, поскольку они ограничивают поворот резьбы режущей головки в резьбовом отверстии хвостовика. Однако недостаток средств точного фиксирования и передачи крутящего момента может вызвать упомянутые выше проблемы, т.е. потерю совпадения по углу поворота, перетяжку, сложность удаления головки и создание препятствий потоку жидкости и стружки. Кроме того, поскольку совпадение по оси режущей головки и хвостовика зависит от выдерживания допусков между уступом режущей головки и опорной поверхностью хвостовика, точное совпадение по оси этих двух частей является трудно достижимым.

Другой пример головки пушечного сверла, закрепляемой с возможностью смены, раскрыт в патенте США 2,346,546, который показывает устройство увеличения длины инструмента посредством установки по посадке скольжения охватываемой секции в соответствующего размера и формы охватывающую секцию. Надежная передача крутящего момента и точное совпадение по углу поворота достигается посредством штифта, который вставляется поперечно к оси вращения пушечного сверла в соответствующее отверстие, проходящее через головку и хвостовик. Однако режущие головки изготавливаются исключительно из твердых материалов, таких как керамика или твердый сплав, и поэтому выполнение на них поперечных отверстий затруднительно и дорого. Кроме того, такие штифты усложняют установку и замену режущей головки на хвостовике.

Патент США 5,971,673 раскрывает спиральное сверло, имеющее сменную режущую головку и каналы для жидкости, проходящие через корпус и головку. Для соединения режущей части с корпусом они совмещаются в продольном направлении так, чтобы выступы входили в передние канавки. Затем режущая часть поворачивается относительно корпуса до совпадения передних канавок с задними канавками, при этом выступы входят в выборки и образуют с ними байонетное соединение, а опорная поверхность режущей головки взаимодействует с передней поверхностью корпуса. Однако сверло, раскрытое в патенте США 5,971,673, не может обеспечить достаточные осевую и боковую опоры, требуемые в пушечных сверлах, в которых режущая головка является опорой и направлением для хвостовика, выравнивая его как в осевом, так и в радиальном направлениях. Более того, способ соединения, раскрытый в патенте США 5,971,673, не может быть применен в режущих инструментах, имеющих одну стружечную канавку.

Задачей настоящего изобретения является создание пушечного сверла с одной стружечной канавкой, имеющего режущую головку, закрепляемую с возможностью смены, в котором были бы значительно уменьшены или преодолены вышеупомянутые недостатки при обеспечении быстрой и простой смены режущей головки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением предложено пушечное сверло, имеющее продольную ось вращения А, определяющую направление спереди - назад и направление вращения R. Пушечное сверло включает режущую головку, закрепленную с возможностью смены на хвостовике. Режущая головка включает режущую часть, расположенную вблизи ее переднего конца, и соединительную часть, расположенную вблизи ее заднего конца. Соединительная часть режущей головки включает обращенную в осевом направлении назад опорную поверхность. Хвостовик включает соединительную часть, образованную вблизи его переднего конца. Соединительная часть хвостовика включает обращенную в осевом направлении вперед опорную поверхность. Соединительная часть режущей головки включает расположенную спереди фиксирующую поверхность в виде поверхности усеченного конуса, диаметр которой уменьшается в направлении вперед. Фиксирующая поверхность режущей головки проходит по периферии непрерывно от обращенной по направлению вращения поверхности ее стружечной канавки до обращенной против направления вращении поверхности ее стружечной канавки на центральном угле по периферии φ_c, большем чем 180°. Соединительная часть хвостовика включает расположенную спереди фиксирующую поверхность в основном в виде поверхности усеченного конуса, диаметр которой уменьшается внутрь в направлении вперед. Фиксирующая поверхность хвостовика проходит по периферии непрерывно от боковой поверхности его стружечной канавки, обращенной по направлению вращения, до боковой поверхности его стружечной канавки, обращенной против направления вращения, на центральном угле по периферии φ_s, большем чем 180°. В закрепленном положении соединительные части режущей головки и хвостовика зафиксированы соосно, при этом опорная поверхность режущей головки взаимодействует с опорной поверхностью хвостовика так, чтобы периферийные поверхности режущей головки и хвостовика и боковые поверхности их стружечной канавки, обращенные по направлению вращения и против направления вращения, были сопряжены и выровнены друг относительно друга.

Если необходимо, пушечное сверло может быть выполнено с каналом для подвода жидкости, который проходит по оси через хвостовик и режущую головку и включает каналы хвостовика и режущей головки, ограниченные внутренними стенками, которые сопряжены и выровнены при расположении режущей головки в закрепленном положении на хвостовике. Пересечения внутренних стенок режущей головки и хвостовика с их взаимодействующими опорными поверхностями образуют соответствующие выходные отверстия, которые в закрепленном положении режущей головки на хвостовике совпадают.

В основном, центральный угол по периферии φ_c режущей головки равен центральному углу по периферии φ_s хвостовика.

Предпочтительно центральный угол по периферии режущей головки φ_с и центральный угол по периферии хвостовика φ_s выбраны меньше 270.

Предпочтительно также центральный угол по периферии режущей головки φ_c и центральный угол по периферии хвостовика φ_s выбраны между 220° и 250°.

Предпочтительно также центральный угол по периферии режущей головки φ_c и центральный угол по периферии хвостовика φ_s выполнены равными 235°.

Как правило, опорные поверхности режущей головки и хвостовика выполнены плоскими и расположенными перпендикулярно к оси вращения А.

Если необходимо, соединительная часть режущей головки может включать цилиндрическую поверхность, проходящую в осевом направлении от фиксирующей поверхности непрерывно по периферии от боковой поверхности ее стружечной канавки, обращенной в направлении вращения, к боковой поверхности стружечной канавки, обращенной против направления вращения, а соединительная часть хвостовика включает цилиндрическую поверхность, проходящую в осевом направлении от фиксирующей поверхности и непрерывно по периферии от боковой поверхности его стружечной канавки, обращенной в направлении вращения, к боковой поверхности стружечной канавки, обращенной против направления вращения.

Как правило, когда режущая головка закреплена на хвостовике, первый зазор образован непрерывно по периферии между цилиндрической поверхностью режущей головки и цилиндрической поверхностью хвостовика, а второй зазор образован между промежуточными поверхностями режущей головки и хвостовика.

В основном соединительная часть режущей головки включает упорный элемент, имеющий упорную стенку, обращенную в направлении, обратном направлению вращения R, и проходящую в основном в осевом направлении вперед от ее соединительной стенки, а соединительная часть хвостовика включает упорный элемент, имеющий упорную стенку, обращенную в направлении вращения R и проходящую в основном в осевом направлении вперед от его соединительной стенки. Упорный элемент режущей головки включает обращенную в основном радиально наружу цилиндрическую стенку и обращенную в осевом направлении назад верхнюю стенку, а упорный элемент хвостовика включает обращенную в основном радиально внутрь цилиндрическую стенку и обращенную в осевом направлении вперед верхнюю поверхность.

Предпочтительно в закрепленном положении упорная стенка режущей головки взаимодействует с упорной стенкой хвостовика.

Предпочтительно также в закрепленном положении образован третий зазор между цилиндрической стенкой режущей головки и цилиндрической стенкой хвостовика.

Предпочтительно четвертый зазор образован между верхней поверхностью режущей головки и верхней поверхностью хвостовика.

Если необходимо, обращенная в осевом направлении назад промежуточная поверхность режущей головки расположена между ее фиксирующей и периферийной поверхностями, а обращенная в осевом направлении вперед промежуточная поверхность хвостовика расположена между его фиксирующей и периферийной поверхностями. Когда режущая головка закреплена на хвостовике, второй зазор образован между промежуточными поверхностями режущей головки и хвостовика.

Альтернативно, в закрепленном положении задний зазор образован между обращенной в основном в осевом направлении назад задней поверхностью режущей головки, расположенной смежно с ее цилиндрической поверхностью, и обращенной в основном в осевом направлении вперед задней поверхностью хвостовика, расположенной смежно с его цилиндрической поверхностью.

Способ сборки пушечного сверла в соответствии с настоящим изобретением включает радиальное позиционирование режущей головки и хвостовика до расположения боковой поверхности стружечной канавки режущей головки, обращенной в направлении вращения, напротив боковой поверхности стружечной канавки хвостовика, обращенной против направления вращения, вставление соединительной части режущей головки в соединительную часть хвостовика до контакта между фиксирующей поверхностью режущей головки и фиксирующей поверхностью хвостовика и поворот режущей головки относительно хвостовика в направлении, обратном направлению вращения R, к закрепленному положению до взаимодействия фиксирующих поверхностей режущей головки и хвостовика и упорной стенки режущей головки с упорной стенкой хвостовика.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания настоящего изобретения и, чтобы показать, как оно может быть выполнено на практике отсылки теперь будут сделаны к приложенным чертежам, на которых:

на фиг.1 представлен вид в перспективе на пушечное сверло в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения с режущей головкой, установленной на хвостовике в закрепленном положении;

на фиг.2 в разобранном состоянии представлен вид в перспективе на пушечное сверло, показанное на фиг.1;

на фиг.3 представлен вид сзади в перспективе на режущую головку пушечного сверла на фиг.2, показывающий соединительную часть режущей головки;

на фиг.4 представлен вид сзади на режущую головку, показанную на фиг.3;

на фиг.5 представлено поперечное сечение режущей головки по линии V-V на фиг.4;

на фиг.6 представлен вид спереди в перспективе на хвостовик пушечного сверла, показанного на фиг.2;

на фиг.7 представлен вид спереди по оси на хвостовик, показанный на фиг.6;

на фиг.8 частично представлено поперечное сечение хвостовика по линии VIII-VIII на фиг.7;

на фиг.9 представлен вид в перспективе на режущую головку и хвостовик, показанные на фиг.1 и фиг.2 в раскрепленном положении;

на фиг.10 представлен вид спереди на режущую головку и хвостовик, показанные на фиг.9;

на фиг.11 представлено осевое сечение режущей головки и хвостовика плоскостью ХI-ХI на фиг.9;

на фиг.12 представлен вид сбоку на пушечное сверло на фиг.1, показывающий режущую головку и хвостовик в закрепленном положении;

на фиг.13 представлено в увеличенном масштабе поперечное сечение по линии ХIII-ХIII на фиг.12, детально показывающее соединение режущей головки и хвостовика в закрепленном положении;

на фиг.14 в разобранном состоянии представлен вид в перспективе на пушечное сверло согласно второму варианту настоящего изобретения;

на фиг.15 представлен вид сзади в перспективе на режущую головку пушечного сверла, показанную на фиг.14;

на фиг.16 представлен вид сзади на режущую головку, показанную на фиг.15;

на фиг.17 частично представлено поперечное сечение режущей головки по линии XVII-XVII на фиг.16;

на фиг.18 представлен вид спереди в перспективе на хвостовик пушечного сверла, показанный на фиг.14;

на фиг.19 представлен вид спереди по оси на хвостовик, показанный на фиг.18;

на фиг.20 частично представлено поперечное сечение хвостовика по линии ХХ-ХХ на фиг.19;

на фиг.21 представлен вид сверху на пушечное сверло на фиг.14, показывающий соединение режущей головки и хвостовика в закрепленном положении;

на фиг.22 в увеличенном масштабе представлено поперечное сечение пушечного сверла по линии XXII-XXII на фиг.21.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ

Пушечное сверло 20 в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения представлено на фиг.1. Пушечное сверло 20 имеет направление вращения R вокруг продольной оси А, определяющей направление спереди-назад, и включает режущую головку 22, закрепленную с возможностью смены на переднем конце 24_F хвостовика 24. Единственная прямая стружечная канавка 26 проходит в осевом направлении вдоль хвостовика 24 и режущей головки 22 и имеет боковые поверхности 28, 30, обращенные соответственно по направлению и против направления вращения и расположенные под углом γ друг к другу. Боковые поверхности 28, 30 встречаются на вершине стружечной канавки 32, расположенной вблизи оси вращения А. Пушечное сверло 20 включает также канал для подвода жидкости 34, проходящий насквозь в осевом направлении и имеющий внутреннюю стенку 36 и выходное отверстие 38 на переднем конце 22_F режущей головки. Когда режущая головка 22 установлена в рабочем закрепленном положении на хвостовике 24, периферийные поверхности 40, 42 режущей головки и хвостовика, их боковые поверхности стружечной канавки 44, 48, 46, 50 соответственно, обращенные по направлению вращения и против направления вращения, а также внутренние стенки 52, 54 концов в режущей головке и хвостовике сопряжены и выровнены друг относительно друга.

Обратим теперь внимание на фиг.2-5. Режущая головка 52 включает режущую часть 56, расположенную вблизи ее переднего конца 22_F, и соединительную часть 58, расположенную вблизи ее заднего конца 22_R. Режущая часть 56 может иметь геометрические параметры, отвечающие любой требуемой конструкции. Соединительная часть 58 режущей головки имеет обращенную назад промежуточную поверхность 60, которая проходит по периферии от боковой поверхности стружечной канавки, обращенной по направлению вращения, до боковой поверхности 46 стружечной канавки, обращенной против направления вращения, и радиально внутрь от периферийной поверхности 40 до соединительной стенки 62. Соединительная стенка 62 режущей головки проходит непрерывно по периферии от боковой стенки 44 стружечной канавки 44, обращенной по направлению вращения, до боковой стенки 46 стружечной канавки, обращенной против направления вращения, и назад от промежуточной поверхности 60 к обращенной назад опорной поверхности 64. Внутренняя стенка 52 канала режущей головки выходит на ее опорную поверхность 64 через отверстие 52_A.

Соединительная стенка 62 включает расположенную сзади цилиндрическую поверхность 66, примыкающую к опорной поверхности 64, и расположенную впереди в основном в виде поверхности усеченного конуса фиксирующую поверхность 68, проходящую в осевом направлении вперед с уменьшением диаметра радиально внутрь от цилиндрической поверхности 66 к промежуточной поверхности 60. Как лучше всего видно на фиг.4, соединительная стенка 62 проходит непрерывно по периферии режущей головки на центральном соединительном угле по периферии φ_c, который больше чем 180°. В основном, центральный соединительный угол φ_с выбран из диапазона между 210° и 270°, и более точно между 220° и 260°. В соответствии со специфическим вариантом центральный соединительный угол φ_c равен 235°.

Соединительная часть 58 режущей головки включает также упорный элемент 70 в форме выборки в задней части периферийной поверхности 40. Упорный элемент 70 ограничен тремя поверхностями: в основном обращенной радиально наружу цилиндрической стенкой 72, в основном обращенной назад в осевом направлении верхней поверхностью 74 и плоской упорной стенкой 76, которая обращена в основном тангенциально против направления вращения R и проходит в основном в осевом направлении вперед от промежуточной поверхности 60 к верхней поверхности 74 и в основном радиально наружу от цилиндрической стенки 72 к периферийной поверхности 40. Упорный элемент 70 режущей головки открыт тангенциально к боковой поверхности 46 стружечной канавки, обращенной против направления вращения, в осевом направлении назад к промежуточной поверхности 60 и радиально наружу к периферийной поверхности 40.

Рассмотрим теперь фиг.2 и 6-8. Соединительная часть 78 хвостовика расположена вблизи его переднего конца 24_F и включает соединительную стенку 80, которая проходит непрерывно по периферии от боковой стенки 48 стружечной канавки 26, обращенной по направлению вращения, к ее боковой стенке 50, обращенной против направления вращения, и назад к обращенной вперед опорной поверхности 82. Внутренняя стенка 54 канала хвостовика выходит на его опорную поверхность 82 через отверстие 54_A.

Соединительная стенка 80 хвостовика включает расположенную сзади цилиндрическую поверхность 84, проходящую в направлении от опорной поверхности 82, и расположенную спереди и выполненную в основном в виде поверхности усеченного конуса фиксирующую поверхность 86, проходящую в осевом направлении вперед с уменьшением диаметра радиально внутрь от цилиндрической поверхности 84 к обращенной вперед промежуточной поверхности 88. Упорный элемент 90 проходит от промежуточной поверхности 88 хвостовика и включает обращенную в основном радиально внутрь цилиндрическую стенку 92, которая проходит от фиксирующей поверхности 86 к обращенной вперед верхней поверхности 94. Плоская упорная стенка 96 хвостовика обращена в основном тангенциально в направлении вращения R и проходит в основном в осевом направлении вперед от промежуточной поверхности 86 к верхней поверхности 94 и в основном радиально наружу от цилиндрической стенки 92 к периферийной поверхности 42. Промежуточная поверхность 88 хвостовика расположена радиально наружу от фиксирующей поверхности 86 к периферийной поверхности 42 и непрерывно по центральному углу от боковой поверхности 46 стружечной канавки 26, обращенной в направлении вращения, до упорной стенки 96, а упорный элемент 90 расположен по центральному углу от упорной стенки 96 до боковой поверхности 48 стружечной канавки 26, обращенной против направления вращения.

Как лучше всего видно на фиг.7, периферийная поверхность хвостовика 42 и его соединительная стенка 80 расположены непрерывно по центральному углу по периферии хвостовика φ_s, который равен центральному соединительному углу по периферии φ_c режущей головки.

Теперь обратим внимание на фиг.9-11. Закрепление режущей головки 22 на хвостовике 24 выполнено посредством позиционирования боковой поверхности 44 стружечной канавки режущей головки, обращенной по направлению вращения, напротив боковой поверхности 50 стружечной канавки хвостовика, обращенной против направления вращения, и расположения соединительной части 58 режущей головки рядом с соединительной частью 78 хвостовика, и вставления соединительной части 58 режущей головки в соединительную часть 78 хвостовика до контакта фиксирующей поверхности 68 режущей головки и фиксирующей поверхности 86 хвостовика, при этом режущая головка располагается в раскрепленном положении. Вращение режущей головки 22 относительно хвостовика 24 против направления вращения R пушечного сверла 20 приводит ее в закрепленное положение, показанное на фиг.1 и 12, при котором соединительная часть 78 хвостовика полностью охватывает соединительную часть 58 режущей головки. Чтобы удалить режущую головку 22 с хвостовика 24, ее поворачивают относительно хвостовика 24 в направлении вращения R до раскрепленного положения, из которого режущая головка 22 может быть удалена с хвостовика 24, а новая режущая головка 22 может быть затем закреплена на хвостовике 24.

При повороте режущей головки 22 в хвостовике 24 из раскрепленного положения в закрепленное положение фиксирующая поверхность 86 хвостовика воздействует на фиксирующую поверхность 68 режущей головки в осевом направлении назад с тем, чтобы поджать опорную поверхность 64 режущей головки к опорной поверхности 82 хвостовика для надежного и точного центрирования режущей головки на хвостовике. В закрепленном положении выходное отверстие 54_A канала хвостовика и выходное отверстие 52_A канала режущей головки совпадают, при этом внутренние стенки каналов 52, 54 режущей головки хвостовика сопряжены и выровнены, посредством чего облегчается течение охлаждающей жидкости через хвостовик 24 и режущую головку 22 к выходному отверстию пушечного сверла 38. Как видно на фиг.13, фиксирующая поверхность 68 режущей головки и фиксирующая поверхность 86 хвостовика закреплены соосно, чтобы обеспечить самозажим и самоцентирование режущей головки 22 на хвостовике 24. Поскольку как соединительная часть 58 режущей головки, так и соединительная часть 78 хвостовика расположены непрерывно по периферии на центральных углах φ_c и φ_s соответственно, которые больше 180°, фиксирующая поверхность 86 хвостовика устанавливает режущую головку 22 соосно с хвостовиком 24. Точный относительный поворот и соосность режущей головки 22 и хвостовика 24 достигается за счет взаимодействия упорной стенки 76 режущей головки и упорной стенки 96 хвостовика, облегчающего передачу крутящего момента от хвостовика к режущей головке. В закрепленном положении первый зазор 98 образован по периферии между цилиндрической поверхностью 66 режущей головки и цилиндрической поверхностью 84 хвостовика, второй зазор 100 образован между промежуточной поверхностью 60 режущей головки и промежуточной поверхностью 88 хвостовика, третий зазор 102 образован между цилиндрической стенкой 72 режущей головки и цилиндрической стенкой 92 хвостовика и четвертый зазор 104 образован между верхней поверхностью 74 режущей головки и верхней поверхностью 94 хвостовика.

Рассмотрим теперь фиг.14, показывающую пушечное сверло 220 в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения. Поскольку пушечное сверло 220 в соответствии со вторым вариантом имеет много элементов, которые совпадают с элементами пушечного сверла 20 в соответствии с первым вариантом, совпадающие элементы пушечного сверла 220 в соответствии со вторым вариантом будут обозначены ниже позициями, отличающимися от позиций для пушечного сверла 20 по первому варианту добавлением слева цифры 2.

Пушечное сверло 220 в соответствии со вторым вариантом имеет ось вращения А и направление вращения R, определяемые во многом таким же образом, как ось вращения А и направление вращения R для пушечного сверла 20 в соответствии с первым вариантом. Пушечное сверло 220 имеет режущую головку 222, закрепляемую с возможностью смены на переднем конце 224_F хвостовика 224. Хвостовик 224 и режущая головка 222 имеют одну стружечную канавку 226, проходящую в осевом направлении вдоль хвостовика 224 и режущей головки 222. Стружечная канавка 226 имеет боковую поверхность 228, обращенную по направлению вращения, и боковую поверхность 230, обращенную против направления вращения, встречающиеся на вершине 232 канавки, расположенной вблизи оси вращения А. Канал 234 для подачи жидкости, имеющий внутреннюю стенку 236 и выходное отверстие 238, образованное на переднем конце 222_F, проходит в осевом направлении через пушечное сверло 220. Когда режущая головка 222 установлена в рабочем закрепленном положении на хвостовике 224, периферийные поверхности 240, 242 режущей головки и хвостовика, обращенные по и против направления вращения, и боковые поверхности 244, 248, 246, 250 их стружечных канавок и внутренние стенки каналов 252, 254 режущей головки и хвостовика сопряжены и выровнены друг относительно друга.

Рассмотрим теперь фиг.15-17. Режущая головка 222 включает режущую часть 256, расположенную вблизи ее переднего конца 222_F, и соединительную часть 258, расположенную вблизи ее заднего конца 222_R. Обращенная назад опорная поверхность 264 режущей головки проходит по периферии от боковой поверхности стружечной канавки 244, обращенной по направлению вращения, к боковой поверхности стружечной канавки 246, обращенной против направления вращения, и проходит радиально внутрь от периферийной поверхности 240 режущей головки к ее соединительной стенке 262. Внутренняя стенка 252 канала режущей головки выходит на ее опорную поверхность 264 через отверстие 252_A.

Соединительная часть 262 режущей головки проходит непрерывно по периферии от боковой поверхности стружечной канавки 244, обращенной по направлению вращения, до боковой поверхности стружечной канавки 246, обращенной против направления вращения, и проходит назад от опорной поверхности 264 режущей головки к обращенной назад задней поверхности 306 режущей головки. Соединительная стенка 262 режущей головки включает расположенную сзади цилиндрическую поверхность 266, примыкающую к задней поверхности 306, и расположенную спереди фиксирующую поверхность 268, выполненную в основном в виде поверхности усеченного конуса и расположенную с уменьшением диаметра в осевом направлении вперед от цилиндрической поверхности 266 к опорной поверхности 264.

Соединительная часть 258 режущей головки включает также упорный элемент 270 в форме выборки в задней части ее периферийной поверхности 240. Упорный элемент 270 режущей головки ограничен тремя поверхностями: обращенной в основном радиально наружу цилиндрической стенкой 272, обращенной в основном назад в осевом направлении верхней поверхностью 274 и плоской упорной стенкой 276, обращенной в основном тангенциально против направления вращения R и проходящей в осевом направлении в основном вперед от опорной поверхности 264 к верхней поверхности 274 и в радиальном направлении в основном от цилиндрической стенки 272 к периферийной поверхности 240. Упорный элемент 270 режущей головки открыт тангенциально по отношению боковой поверхности стружечной канавки 246, обращенной против направления вращения, в осевом направлении назад по отношению к опорной поверхности 264 и радиально наружу по отношению к периферийной поверхности 240.

Рассмотрим теперь фиг.18-20. Соединительная часть хвостовика 278 расположена вблизи его переднего конца 224_F и имеет соединительную стенку 280, которая проходит непрерывно по периферии от боковой поверхности 248 стружечной канавки 226, обращенной в направлении вращения, к боковой поверхности 250 стружечной канавки 226, обращенной против направления вращения, и назад от обращенной вперед опорной поверхности 282 в направлении к обращенной вперед задней поверхности 308. Внутренняя стенка 254 канала хвостовика выходит на его опорную поверхность 282 через отверстие 254_A.

Соединительная стенка 280 хвостовика имеет цилиндрическую поверхность 284, проходящую в направлении от задней поверхности 308, и фиксирующую поверхность 286, проходящую от цилиндрической поверхности 284 в направлении вперед к опорной поверхности 282. Упорный элемент 290 хвостовика проходит от его опорной поверхности 282 и имеет обращенную в основном радиально внутрь цилиндрическую стенку 292, проходящую от фиксирующей поверхности 286 к обращенной вперед верхней поверхности 294. Плоская упорная стенка 296 хвостовика обращена в основном тангенциально в направлении вращения R и проходит в осевом направлении в основном вперед от опорной поверхности 282 к верхней поверхности 294 и в радиальном направлении в основном наружу от цилиндрической поверхности 292 к периферийной поверхности 242.

Обратим теперь внимание на фиг.21 и 22. При повороте режущей головки 222 в хвостовике 224 от раскрепленного положения к закрепленному положению фиксирующая поверхность 286 хвостовика воздействует на фиксирующую поверхность 268 в осевом направлении и поджимает опорную поверхность 264 режущей головки к опорной поверхности 282 хвостовика для надежного и точного позиционирования режущей головки 222 в хвостовике 224. Выходные отверстия 254_A и 252_A соответственно хвостовика и режущей головки совпадают, внутренние стенки 252, 254 каналов соответственно режущей головки и хвостовика сопряжены и выровнены, посредством чего облегчается течение охлаждающей жидкости через хвостовик 224 и режущую головку 222 к выходному отверстию пушечного сверла 238. В закрепленном положении первый зазор 298 образован по периферии между цилиндрической поверхностью 266 режущей головки и цилиндрической поверхностью 284 хвостовика, задний зазор 310 образован между задней поверхностью 306 режущей головки и задней поверхностью 308 хвостовика, третий зазор 302 образован между цилиндрической стенкой 272 режущей головки и цилиндрической стенкой 292 хвостовика и четвертый зазор 304 образован между верхней поверхностью 274 режущей головки и верхней поверхностью 294 хвостовика.

Хотя настоящее изобретение было описано с определенной степенью детализации, следует понимать, что оно не ограничивается только пушечными сверлами и что различные изменения и модификации могут быть выполнены без отхода от существа изобретения, изложенного в приведенной ниже формуле.

Сверло содержит режущую головку, закрепленную с возможностью смены на хвостовике. Режущая головка включает режущую и соединительную части. Соединительная часть включает обращенную в осевом направлении назад опорную поверхность и фиксирующую поверхность в основном в виде поверхности усеченного конуса, диаметр которой уменьшается радиально внутрь в направлении вперед к режущей части. Хвостовик включает соединительную часть, образованную вблизи его переднего конца, включающую обращенную в осевом направлении вперед опорную поверхность и фиксирующую поверхность в основном в виде поверхности усеченного конуса, диаметр которой уменьшается радиально внутрь в направлении вперед к его переднему концу. Фиксирующая поверхность режущей головки проходит по периферии непрерывно от боковой поверхности ее стружечной канавки, обращенной по направлению вращения, до боковой поверхности ее стружечной канавки, обращенной против направления вращения, на центральном угле по периферии, большем чем 180°, а фиксирующая поверхность хвостовика проходит по периферии непрерывно от боковой поверхности его стружечной канавки, обращенной по направлению вращения, до боковой поверхности (50, 250) его стружечной канавки, обращенной против направления вращения, на центральном угле по периферии, большем чем 180°. В закрепленном положении соединительная часть режущей головки и соединительная часть хвостовика зафиксированы соосно. При этом опорная поверхность режущей головки взаимодействует с опорной поверхностью хвостовика, а периферийные поверхности режущей головки и хвостовика и поверхности их стружечных канавок, обращенные по направлению вращения и против направления вращения, сопряжены и выровнены друг относительно друга. Технический результат: обеспечение быстрой и простой смены режущей головки. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Пушечное сверло (20, 220), имеющее продольную ось вращения А, определяющую направление спереди - назад и направление вращения R, и содержащее режущую головку (22, 222), закрепленную с возможностью смены на хвостовике (24, 224), при этом режущая головка (22, 222) включает режущую часть (56, 256), расположенную вблизи ее переднего конца (22_F, 222_F), и соединительную часть (58, 258), расположенную вблизи ее заднего конца (22_R, 222_R), соединительная часть (58, 258) режущей головки включает обращенную в осевом направлении назад опорную поверхность (64, 264) и фиксирующую поверхность (68, 268) в основном в виде поверхности усеченного конуса, диаметр которой уменьшается радиально внутрь в направлении вперед к режущей части (56, 256) режущей головки, хвостовик (24, 224) включает соединительную часть (78, 278), образованную вблизи его переднего конца (24_F, 224_F), включающую обращенную в осевом направлении вперед опорную поверхность (82, 282) и фиксирующую поверхность (86, 286) в основном в виде поверхности усеченного конуса, диаметр которой уменьшается радиально внутрь в направлении вперед к его переднему концу (24_F, 224_F), причем фиксирующая поверхность (68, 268) режущей головки проходит по периферии непрерывно от боковой поверхности (46, 246) ее стружечной канавки, обращенной по направлению вращения, до боковой поверхности (48, 248) ее стружечной канавки, обращенной против направления вращения, на центральном угле по периферии φ_c, большем чем 180°, и фиксирующая поверхность хвостовика (86, 286) проходит по периферии непрерывно от боковой поверхности (48, 248) его стружечной канавки, обращенной по направлению вращения, до боковой поверхности (50, 250) его стружечной канавки, обращенной против направления вращения, на центральном угле по периферии φ_s, большем чем 180°, в закрепленном положении соединительная часть (58, 258) режущей головки и соединительная часть (78, 278) хвостовика зафиксированы соосно, при этом опорная поверхность (64, 264) режущей головки взаимодействует с опорной поверхностью (82, 282) хвостовика, а периферийные поверхности (40, 42, 240, 242) режущей головки и хвостовика и поверхности их стружечных канавок, обращенные по направлению вращения и против направления вращения (44, 48, 46, 50, 244, 248, 246, 250), сопряжены и выровнены друг относительно друга.

2. Пушечное сверло (20, 220) по п.1, в котором канал для жидкости (34, 234) проходит в осевом направлении через хвостовик (24, 224) и режущую головку (22, 222) и ограничен внутренними стенками (52, 54, 252, 254), которые сопряжены и выровнены друг относительно друга, когда режущая головка (22, 222) расположена в закрепленном положении в хвостовике (24, 224).

3. Пушечное сверло (20, 220) по п.2, в котором внутренние стенки каналов (52, 54, 252, 254) режущей головки и хвостовика выходят на взаимодействующие опорные поверхности (64, 264, 82, 282) режущей головки и хвостовика через соответствующие отверстия (52_A, 54_A, 252_A, 254_A), при этом в закрепленном положении упомянутые отверстия режущей головки и хвостовика совпадают.

4. Пушечное сверло (20, 220) по п.1, в котором центральный угол по периферии φ_c режущей головки равен центральному углу по периферии φ_s хвостовика.

5. Пушечное сверло (20, 220) по п.4, в котором центральный угол по периферии φ_c режущей головки и центральный угол по периферии φ_s хвостовика выбраны меньше 270°.

6. Пушечное сверло (20, 220) по п.4, в котором центральный угол по периферии φ_с режущей головки и центральный угол по периферии φ_s хвостовика выбраны между 220 и 250°.

7. Пушечное сверло (20, 220) по п.4, в котором центральный угол по периферии φ_с режущей головки и центральный угол по периферии φ_s хвостовика выполнены равными 235°.

8. Пушечное сверло (20, 220) по п.1, в котором опорные поверхности режущей головки и хвостовика (64, 82, 264, 282) выполнены плоскими.

9. Пушечное сверло (20, 220) по п.8, в котором опорные поверхности режущей головки и хвостовика (64, 82, 264, 282) расположены перпендикулярно к оси вращения А.

10. Пушечное сверло (20, 220) по п.1, в котором соединительная часть режущей головки (58, 258) включает цилиндрическую поверхность (66, 266), проходящую в осевом направлении от фиксирующей поверхности (68, 268) и по периферии непрерывно от боковой поверхности стружечной канавки (44, 244), обращенной по направлению вращения, до боковой поверхности стружечной канавки (46, 246), обращенной против направления вращения, а соединительная часть (86, 286) хвостовика включает цилиндрическую поверхность (84, 284), проходящую в осевом направлении от фиксирующей поверхности (86, 286) и по периферии непрерывно от боковой поверхности стружечной канавки (48, 248), обращенной по направлению вращения, до боковой поверхности стружечной канавки (50, 250), обращенной против направления вращения.

11. Пушечное сверло (20, 220) по п.10, в котором в закрепленном положении первый зазор (98, 298) образован непрерывно по периферии между цилиндрической поверхностью (66, 266) режущей головки и цилиндрической поверхностью (84, 284) хвостовика.

12. Пушечное сверло (20, 220) по п.1, в котором соединительная часть (58, 258) режущей головки включает упорный элемент (70, 270), имеющий упорную стенку (76, 276), обращенную против направления вращения А и проходящую в основном в осевом направлении от соединительной стенки (62, 262), а соединительная часть хвостовика (78, 278) включает упорный элемент (90, 290), имеющий упорную стенку (96, 296), обращенную в направлении вращения А и проходящую в основном в осевом направлении вперед от соединительной стенки (80, 280).

13. Пушечное сверло (20, 220) по п.12, в котором в закрепленном положении упорная стенка (76, 276) режущей головки взаимодействует с упорной стенкой (96, 296) хвостовика.

14. Пушечное сверло (20, 220) по п.12, в котором упорный элемент (70, 270) режущей головки включает обращенную в основном в радиальном направлении наружу цилиндрическую стенку (72, 272) и обращенную в осевом направлении назад верхнюю поверхность (74, 274), а упорный элемент (90, 290) хвостовика включает обращенную в основном в радиальном направлении внутрь цилиндрическую стенку (92, 292) и обращенную в осевом направлении вперед верхнюю поверхность (94, 294).

15. Пушечное сверло (20, 220) по п.14, в котором в закрепленном положении третий зазор (102, 302) образован между цилиндрической стенкой (72, 272) режущей головки и цилиндрической стенкой (92, 292) хвостовика.

16. Пушечное сверло (20, 220) по п.14, в котором в закрепленном положении четвертый зазор (104, 304) образован между верхней поверхностью (74, 274) режущей головки и верхней поверхностью (94, 294) хвостовика.

17. Пушечное сверло (20) по п.14, в котором обращенная в осевом направлении назад промежуточная поверхность (60) режущей головки расположена между фиксирующей поверхностью (68) режущей головки и ее периферийной поверхностью (40), а обращенная в осевом направлении вперед промежуточная поверхность (88) хвостовика расположена между фиксирующей поверхностью хвостовика (86) и его периферийной поверхностью (42).

18. Пушечное сверло (20) по п.17, в котором второй зазор (100) образован между промежуточной поверхностью режущей головки и промежуточной поверхностью хвостовика.

19. Пушечное сверло (220) по п.1, в котором в закрепленном положении задний зазор (310) образован между обращенной в основном в осевом направлении назад задней поверхностью (306) режущей головки, расположенной смежно с ее цилиндрической поверхностью (266) и обращенной в основном в осевом направлении вперед задней поверхностью (288) хвостовика, расположенной смежно с его цилиндрической поверхностью (308).

20. Сменная режущая головка (22, 222) для установки на хвостовике (24, 224) пушечного сверла (20, 220), имеющая ось вращения А и включающая периферийную поверхность (40, 240), режущую часть (56, 256), расположенную вблизи ее переднего конца (22_F, 222_F), соединительную часть (58, 258), расположенную вблизи ее заднего конца (22_R, 222_R), проходящую в осевом направлении стружечную канавку (26, 226), имеющую боковые поверхности (44, 46, 244, 246), обращенные соответственно по и против направления вращения и проходящие в основном радиально к периферийной поверхности (40. 240), при этом соединительная часть (58, 258) включает обращенную в осевом направлении назад опорную поверхность (64, 264) и соединительную стенку (62, 262), проходящую в осевом направлении назад от режущей части (56, 256) и непрерывно по периферии от боковой поверхности стружечной канавки (46, 246), обращенной по направлению вращения, к боковой поверхности стружечной канавки (48, 248), обращенной против направления вращения, на центральном угле периферии φ_с, большем чем 180°, соединительная стенка (62, 262) включает расположенную сзади цилиндрическую поверхность (66, 266), проходящую вперед к конической фиксирующей поверхности (68, 268) с диаметром, уменьшающимся в направлении вперед, примыкающей к режущей части (56, 256).

21. Режущая головка (22, 222) по п.20, в которой упорный элемент (70, 270) проходит в осевом направлении вперед от соединительной стенки (62, 262) к режущей части (56, 256), примыкающей к боковой поверхности стружечной канавки (46, 246), обращенной против направления вращения.

22. Режущая головка (22, 222) по п.21, в которой упорный элемент (70, 270) открыт в тангенциальном направлении вперед к боковой поверхности стружечной канавки (46, 246), обращенной против направления вращения.

23. Режущая головка (22, 222) по п.21, в которой упорный элемент (70, 270) открыт радиально наружу к периферийной поверхности (40, 240).

24. Режущая головка (22, 222) по п.21, в которой упорный элемент (70, 270) включает обращенную в основном в осевом направлении назад верхнюю поверхность (74, 274), обращенную в основном в радиальном направлении наружу цилиндрическую стенку (72, 272) и упорную стенку (76, 276), проходящую от соединительной части (58, 258) к верхней поверхности (74, 274) и от цилиндрической стенки (72, 272) к периферийной поверхности (40, 240).

25. Режущая головка (22) по п.21, в которой обращенная в осевом направлении назад промежуточная поверхность (60) расположена между фиксирующей поверхностью (68) и периферийной поверхностью (40), при этом опорная поверхность (64) расположена на заднем конце (22_R) режущей головки и примыкает к цилиндрической поверхности (66).

26. Режущая головка (222) по п.21, в которой опорная поверхность (264) расположена между фиксирующей поверхностью (268) и периферийной поверхностью (240), при этом обращенная в основном в осевом направлении назад задняя поверхность (306) расположена на заднем конце (222_R) режущей головки и примыкает к цилиндрической поверхности (266).

27. Способ сборки пушечного сверла (20, 220), содержащего режущую головку (22, 222) и хвостовик (24, 224), имеющего продольную ось вращения А, проходящую центрально в продольном направлении и определяющую направление спереди-назад и направление вращения R, и включающего периферийные поверхности (40, 42, 240, 242) режущей головки и хвостовика и боковые поверхности стружечной канавки (44, 48, 46, 50, 244, 248, 246, 250), обращенные по и против направления вращения, при этом хвостовик имеет соединительную часть (78, 278), образованную вблизи его переднего конца (24_F, 224_F) и включающую коническую фиксирующую поверхность (86, 286), расположенную с уменьшением диаметра вперед, проходящую назад от нее цилиндрическую поверхность (84, 284), и обращенную в осевом направлении вперед опорную поверхность (82, 282), при этом цилиндрическая поверхность (84, 284) проходит по периферии непрерывно от боковой поверхности стружечной канавки (48, 248), обращенной по направлению вращения, к боковой поверхности стружечной канавки (50, 250), обращенной против направления вращения, на центральном угле по периферии φ_s, большем чем 180°, при этом режущая головка имеет режущую часть (56, 256), расположенную вблизи ее переднего конца (22_F, 222_F), и соединительную часть (58, 258), расположенную вблизи ее заднего конца (22_R, 222_R), при этом соединительная часть (58, 258) включает коническую фиксирующую поверхность (68, 268), расположенную с уменьшением диаметра вперед, проходящую назад от нее цилиндрическую поверхность (66, 266) и обращенную назад опорную поверхность (64, 264), при этом цилиндрическая поверхность (66, 266) проходит непрерывно по периферии от боковой поверхности стружечной канавки (46, 246), обращенной по направлению вращения, к боковой поверхности стружечной канавки (48, 248), обращенной против направления вращения, на центральном угле по периферии φ_с, большем чем 180°, включающий позиционирование боковой поверхности стружечной канавки (46, 246) режущей головки (22, 222), обращенной по направлению вращения, напротив боковой поверхности стружечной канавки (50, 250) хвостовика (24, 224), обращенной против направления вращения, вставление соединительной части (58, 258) режущей головки в соединительную часть (78, 278) хвостовика до упора фиксирующей поверхности (68, 268) режущей головки в фиксирующую поверхность (86, 286) хвостовика, и поворот режущей головки (22, 222) относительно хвостовика (24, 224) против направления вращения R до взаимодействия фиксирующей поверхности (68, 268) режущей головки с фиксирующей поверхностью (86, 286) хвостовика и совпадения периферийных поверхностей (40, 42, 240, 242) режущей головки и хвостовика и боковых поверхностей их стружечной канавки, обращенных по и против направления вращения (44, 48, 46, 50, 244, 248, 246, 250).